Полноповоротный кран на неподвижной колонне, г/п 8 т.

тормоз.dwg

Механизм Подъёма Груза.dwg

Техническая характеристика
Канат (по ГОСТу 2688-80)
скорость вращения в обмин
Время подъёма груза в мс

механизм поворота.dwg

Техническая характеристика
скорость вращения в обмин
Скорость вращения в 1

обший вид.dwg

на неподвижной колонне
Высота подъема груза
гловая скорость поворота крана

курсач.doc

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Тюменский государственный нефтегазовый университет
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ НА ТЕМУ:
“Разработка конструкции
консольного полноповоротного крана на колонне”
Тюмень 2010Содержание
Расчёт механизма подъёма .. 4
1 Выбор полиспаста . 4
2 Расчёт и выбор каната 4
4 Выбор крюка и грузовой подвески .. 61.5 Выбор двигателя редуктора и тормоза механизма подъёма .. 7
5.1 Расчет и выбор двигателя 7
5.2 Выбор типа редуктора ..7
5.4 Выбор тормоза 10
Расчёт механизма вращения ..11
1 Поворотная часть ..11
2. Нагрузка на опорные узлы 11
3. Выбор электродвигателя . .12
Список литературы . .16
В данной работе проектируется полноповоротный кран на неподвижной колонне который состоит из механизма подъема и механизма поворота. Стрела представляет собой облегченную в целях экономии материала и уменьшения веса сварную конструкцию. Стрела крепится к колонне вращающейся вокруг своей оси. Кран крепится к полу с помощью фундаментных болтов. В данной расчетно-пояснительной записке содержатся основные расчеты для проектирования составных частей полноповоротного крана.
Исходные данные для расчета:
Вес поднимаемого груза F = 80 кН;
Скорость подъема V = 9 ммин;
Угловая скорость поворота крана
Высота подъема H = 5 м;
Вылет крана L = 5 м;
Рисунок 1– Кинематическая схема механизма подъема груза: 1 – электродвигатель 2 – муфты 3 – вал-вставка 4 – тормоз 5 –редуктор 6 – барабан
Расчёт механизма подъёма
Первым вопросом при выполнении расчёта является выбор полиспаста и его кратности.
где - число ветвей на которых висит груз
- число ветвей каната навиваемых на барабан.
2 Расчёт и выбор каната
Подбирают канаты по разрывному усилию определяемому по формуле:
где k – коэффициент запаса прочности k=7.1;
Pk – усилие растягивающие канат.
где Q – вес поднимаемого груза; n– КПД полиспаста n 098.
Выбираю канат двойной свивки типа лк-р конструкции 6x19 (ГОСТ 2688-80).
Диаметр каната 225мм Расчётная площадь сечения проволок 18878 ориентировочная масса 1000 м каната 18500 кг маркировочная группа 1570. разрывное усилие .
По правилам Госгортехнадзора максимальный допускаемый диаметр барабана определяется по формуле:
где е=20 – коэффициент принятый в зависимости от режима работы и типа крана;dкан×диаметр каната.
Dбар=22.5×(20-1) = 427.5 мм.
Принимаем диаметр барабана по стандартному ряду чисел Ra20 ГОСТ 6636-69 Dбар=450мм.
где - длина нарезного участка
- число рабочих витков для навивки половины полной рабочей длины каната
- число неприкосновенных витков требуемых правилами ГГТН для разгрузки деталей крепления каната на барабане
- число витков для крепления конца каната
Длина гладкого концевого участка необходимого для закрепления заготовки барабана в станке при нарезании канавок определяется:
По стандартному ряду чисел принимаем длину барабана 800мм.
Напряжениями изгиба и кручения в стенке барабана можно пренебречь т.к длина барабана менее трех диаметров барабана.
Напряжения сжатия в стенке барабана
где - максимальное натяжение каната; -минимальная толщина стенки барабана; -шаг нарезки .
=(11 12)× dкан=1.1*225=24.75 мм
Толщина стенки литого чугунного барабана должна быть не менее
Принимаю толщину стенки барабана .
4 Выбор крюка и грузовой подвески
Грузозахватные приспособления предназначены для захвата штучных и навалочных грузов при их перегрузке кранами. Они должны обеспечивать надёжность удержания груза на весу и безопасную работу людей сохранность груза и упаковки быстрый захват и освобождение груза.
Выбираем однорогий крюк изготовленный ковкой из материала Сталь 20Г. Выбираем заготовку крюка – Заготовка крюка 17А ГОСТ 6627-74. Наибольшая грузоподъёмность крюка – 10 т.Масса – не более 37 кг.
Крюки монтируют в обоймах. Выбираем крюковую подвеску с верхним расположением блоков. Для обеспечения требуемого натяжения каната крюковая подвеска должна обладать достаточной массой.подвески mп для стреловых кранов должна составлять 3 8 % грузоподъёмности крана.
mп = Q*005 = 8*005 = 041 т.
5 Выбор двигателя редуктора и тормоза механизма подъёма
5.1 Расчет и выбор двигателя
Мощность двигателя при установившемся движении Nдв кВт определяется по формуле:
где-скорость подъема груза мc =9 ммин = 015 мс
- коэффициент полезного действия механизма = 093 .
По каталогу на двигатели выбираем двигатель МТН-312-6. Его параметры:
Мощность на валу Nдв = 150
Число оборотов двигателя в минуту n = 960 обмин;
Ток I=30 A при 380В.
5.2 Выбор типа редуктора
Скорость наматывания каната на барабан:
где -скорость подъема.
Определение частоты вращения барабана:
Определим передаточное число между двигателем и барабаном:
где n = 2940 обмин- число оборотов двигателя в минуту;
Выбираю цилиндрический трехступенчатый редуктор типа 1Ц3У 200. Техническая характеристика:
L=775мм L1=650 мм l=236 мм A=580 мм H=425 мм B=250 мм dтих=70 мм dбыст=25 мм.
Крутящий момент на входе в редуктор:
Рисунок 2- Редуктор 1Ц3У 200.
По кинематической схеме представленной на рисунке 1 установлены две муфты. Одна муфта с тормозным шкивом установлена между двигателем и редуктором вторая соединяет тихоходный вал редуктора с валом барабана.
Расчетный момент для выбора муфты с тормозным шкивом:
где - номинальный момент передаваемый муфтой
- коэффициент учитывающий степень ответственности механизма (=1.3);
- коэффициент учитывающий режим работы механизма (= 1.3).
Момент статического сопротивления в период пуска определяется по формуле:
где Pk - усилие в грузоподъёмном канате;
- число полиспастов в системе;
- диаметр барабана лебёдки подъёма;
- общее передаточное число привода механизма;
- КПД барабана (=0.95);
- КПД привода барабана( =0.96).
Номинальный момент передаваемый муфтой принимается равным моменту статического сопротивления .
Определение номинального момента на валу двигателя:
Выбираем втулочно-пальцевую муфту по ГОСТ 21424-93 Номинальный вращающий момент Mк = 5000 Н*м.
Т.к в применяемом редукторе конец тихоходного вала выполнен в виде зубчатого венца то расчет муфты соединяющей редуктор с барабаном
Момент статического сопротивления на валу двигателя при торможении механизма определяется:
Тормоз выбирается по расчетному тормозному моменту Нм
где - коэффициент запаса торможения (=2.0)
Выбираю колодочный тормоз с электромагнитами ТКТ-300. Его характеристики: Тормозной момент 500Нм электромагнит МО –300Б масса тормоза 92 кг.
Рисунок 3 – Тормоз колодочный ТКТ – 300
Расчёт механизма вращения
Вес механизмов расположенных на поворотной части определяют укрупнено по узлам. Вес готовых изделий принимаем по каталогу.
Координаты центра тяжести стрелы:
2. Нагрузка на опорные узлы
Горизонтальная нагрузка:
где -расстояние между подшипниками
Вертикальная нагрузка:
Сопротивление повороту механизмов определяется формулой:
где- коэффициент трения в подшипнике скольжения(=0.1);- коэффициент трения в подшипнике качения(=0.03); - диаметр подшипника скольжения(= 270мм);- диаметр сферического шарикоподшипника ( =120 мм);- диаметр упорного шарикоподшипника( =65 мм).
3. Выбор электродвигателя
Двигатель выбираем по потребляемой мощности:
где -частота вращения крана обмин;-КПД механизма(=0.9)
Выбираю электродвигатель АИР100L4E(E2) с встроенным электромагнитным тормозом.
Частота вращения обмин n=1410
Номинальный момент двигателя
Передаточное отношение привода:
Частота вращения тихоходного вала:
Выбираю волновой редуктор Вз-315.Его характеристики:
Частота вращения тихоходного вала- 18
Передаточное отношение механизма-100
Вращающий момент на тихоходном валу-4500Нм
Т.к. выбран двигатель со встроенным тормозом дополнительный тормоз не нужен.
Расчетный момент муфты.
где – коэффициент запаса ( = 115); – наибольший момент передаваемый муфтой(=4500)
Выбираю упругую втулочно-пальцевую муфту по ГОСТ 21424-93.
Крутящий момент-8000 Нм частота вращения- 24.
В курсовом проекте произвели расчет поворотного крана на неподвижной колонне и получили следующие данные:
) Механизм подъема груза:
двигатель МТН-312-6 мощностью 150 кВт; редуктор цилиндрический трехступенчатый редуктор с передаточным числом 80; барабан механизма подъема вращения с частотой ; канат диаметром 22.5 ; кратность полиспаста - 2; тормоз ТКТ-300 с электромагнитом МО –300Б.
Двигатель соединен с быстроходным валом редуктора упругой втулочно-пальцевой муфтой; тихоходный вал выполнен в виде зубчатого венца и соединен с барабаном.
) Механизм поворота крана:
двигатель АИР100L4E(E2) с встроенным электромагнитным тормозом мощностью 4 кВт соединен с волновым редуктором Вз-315; передаточное число механизма поворота - 94; частота вращения крана 0.25 .
Курсовое проектирование грузоподъемных машин под редакцией Казака С.А 1989
Металлургические подъемно-транспортные машины: Методические указания к курсовому проектированию Ю.В. Наварский. Екатеринбург: УГТУ 2001. 84 с.
Подъемно-транспортные машины: Атлас конструкций: Учебное пособие для студентов втузов В.П. Александров Д.Н. Решетов Б.А. Байков и др.; Под. ред. М.П. Александрова Д.Н. Решетова.-2-е изд. перераб. и доп. – М: Машиностроение 1987.-122 с. ил.
Курсовое проектирование грузоподъемных машин: под редакцией Руденко Н.Ф. 1963.-304 с. ил.